夏晨，范慧涛，彭博，闫佳琦，贾双竹，谷建才

(1中国林业科学研究院 亚热带林业实验中心，北京 100089；

大岗山针叶与阔叶林林分结构比较分析

夏晨1，范慧涛2，彭博2，闫佳琦2，贾双竹2，谷建才2

(1中国林业科学研究院 亚热带林业实验中心，北京 100089；

2河北农业大学 林学院，河北 保定 071000)

为研究不同林分径级、树高结构差异，在江西大岗山地区设置样地，选取杉木纯林、马褂木纯林各4块，对样地进行每木检尺，运用SPSS对胸径和树高数据进行处理，对胸径、树高的相关关系进行线性拟合，结果表明：大岗山地区杉木纯林与马褂木纯林胸径、树高分布整体上符合正态分布，假设检验的P值均大于0.05，但曲线陡峭程度杉木纯林(-1.487)大于马褂木纯林(-1.670)，曲线偏移程度杉木纯林(0.191)大于马褂木纯林(0.010)，树高分布曲线陡峭程度马褂木纯林(2.407)大于杉木纯林(-1.706)，曲线偏移程度马褂木纯林(1.134)大于杉木纯林(0.459)。

林分结构；直径分布；树高分布；江西；大岗山

林分结构决定森林功能,合理的林分结构是森林效益最大化的基础。林分的径级结构是研究林分结构特征十分重要的参数[1-2]。径级结构特征与经营措施关系密切,林分直径结构历来是国内外学者关注和研究的重点[3-4]。从 20世纪80年代开始,学者们对林分的径级结构等方面进行了不少研究工作[5-8]。余韵冰对长沙市杜家冲林场主要林分结构特征的研究表明：枫香(LiquidambarformosanaHance)人工林和针阔混交林的林木多集中在小径级林木中,大径级林木极少；湿地松人工林和木荷人工林的林木多集中在中径级林木中,林分内存在一定比例的大径级林木；人工林的林分结构反J型的分布均不明显,离正态分布结构较接近[5]。为分析江西大岗山地区杉木[Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.]、马褂木[Liriodendronchinense(Hensl.)Sargent.]纯林的径级和树高结构分布，以及该地区针叶林、阔叶林结构分布差异，将大岗山地区杉木与马褂木纯林作为研究对象，采用正态分布函数拟合林分直径、树高累积株数分布变化，着重研究大岗山地区针叶与阔叶林径级、树高结构的差异关系,探索针叶林与阔叶林生长规律，以期为针叶林与阔叶林的经营管理提供参考。

1 研究区概况

江西大岗山位于江西省分宜县境内，东经114°33′25″，北纬27°35′11″，属亚热带季风性湿润气候区，主要植被类型为常绿阔叶林、毛竹林和杉木林等，是国内外唯一以毛竹林生态系统结构、功能及生态过程为研究对象的生态区。代表区域为华东南丘陵低山常绿阔叶林及马尾松黄山松毛竹杉木林区。大岗山地区年平均气温18.0℃，全年降水量1 434.7 mm，全年无霜期274 d。

2 研究方法

2.1 标准地设置

在大岗山地区，杉木与马褂木种植面积大，是典型的代表树种。为研究大岗山地区针叶林与阔叶林的径级、树高结构，在大岗山地区选择具有代表性的杉木纯林、马褂木纯林各4块，并设立面积为20 m×20 m的标准地，a-1、a-2、a-3、a-4，b-1、b-2、b-3、b-4(a：杉木纯林，b:马褂木纯林)；在标准地内进行每木检尺，实测胸径、树高等指标。将4块样地实测数据整理统计。标准地林分因子详见表1。

表1 杉木纯林与马褂木纯林标准地林分因子Table 1 Stand factors of Cunninghamia lanceolata plantation and Liriodendron chinense plantation

2.2 数据处理

运用SPSS对胸径和树高数据进行处理[6]；同时, 从筛选出的树种数据中,统计各径级内株数，绘制胸径、树高分布规律图。用正态分布函数拟合胸径结构变化[7]。

3 结果与分析

3.1 林分胸径结构分析

将杉木纯林、马褂木纯林样地的数据进行处理，各取平均值。采用正态分布对杉木纯林、马褂木纯林各径级内的株数进行拟合，得到图1和表2。

图1 杉木纯林、马褂木纯林胸径分布拟合曲线

Fig.1 Distribution fitting curve ofCunninghamialanceolataplantation andLiriodendronchinenseplantation

由图1a可以看出，杉木纯林林分平均胸径为26.8 cm，在14～35 cm之间变动。随径级的增大，其株数先增加后减少，处于26 cm径级的株数最多，其中，20～32 cm径级的林木株数占整个样地的比重达到了87.10%，处于小径级的林木株数略小于大径级林木株数，符合正态分布特征。

马褂木纯林林分平均胸径为19.7 cm，在7～28 cm之间变动。由图1b可以看出，随径级的增大，株数先增加后减少。在19 cm径级出现峰值，径级的株数最多，占整个林分的25.00%，其中，13～25 cm径级的林木株数占整个样地的比重较大，达到了91.90%，处于小径级的林木株数明显小于大径级林木株数，符合正态分布特征。

表2 杉木纯林、马褂木纯林林分胸径正态分布曲线特征值Table 2 Normal distribution curve of Cunninghamia lanceolata plantation and Liriodendron chinense plantation

由表2可以看出，杉木纯林假设检验的P值为0.992>0.05，属于正态分布，杉木纯林符合正态分布，其正态分布的偏度为0.191>0，说明其直径分布呈右偏态，峭度为-1.487<0，说明曲线略为平缓，林分内胸径分布较为离散；马褂木纯林符合正态分布，其正态分布的偏度为0.010>0、峭度为-1.670<0，说明马褂木纯林林分分布呈右偏态，且曲线较平缓。

通过ForStat的“统计分布假设检验”功能拟合发现，杉木纯林、马褂木纯林的胸径分布均符合正态分布，说明正态分布可以表示研究其针叶林和阔叶林的径级分布状况。通过对各林分正态分布进行统计建立分布图,见图2。

图2 杉木纯林、马褂木纯林径级正态分布拟合比较

Fig.2 The normal distribution comparison of diameter grade ofCunninghamialanceolataplantation andLiriodendronchinenseplantation

由图2可以看出，随着林龄的增加，各径级分布的株数逐渐增加，达到顶峰后不断减少，近似符合正态分布[8]。由于树种不同，所以各曲线出现的峰值也有很明显的差异。杉木纯林在26 cm径级株数最多；马褂木纯林在19 cm径级株数最多；马褂木纯林曲线的峭度要大于杉木林，而马褂木纯林偏度却小于杉木林。

3.2 林分树高结构分析

对大岗山研究地内的杉木纯林、马褂木纯林树高进行调查统计，其基本特征见表3及图3。

表3 杉木纯林、马褂木纯林标准地树高结构统计描述Table 3 Statistical description of height structure of standard plots ofCunninghamia lanceolata plantation and Liriodendron chinense plantation

注：a为杉木纯林；b为马褂木纯林。

由表3可以看出， 杉木纯林树高总体分布范围在4.5 m至21 .0 m之间，跨度值16.5 m，平均树高15.85 m。马褂木纯林的树高总体分布范围在2.0 m至21.0 m之间，跨度值19.0 m，平均树高16.90 m。大岗山杉木纯林、马褂木纯林树高分布，见图3。

图3 杉木纯林、马褂木纯林林分树高分布规律

Fig.3 Height structure distribution principle ofCunninghamialanceolataplantation andLiriodendronchinenseplantation

由图3可知，杉木树高结构分布呈现正态分布，但是一个右偏的正态分布类型。马褂木林分总体上却呈现多峰分布，形成了2个高度层，且每个高度层呈现明显的正态分布特征。分别对杉木、马褂木林分树高结构进行正态分布拟合，得到各种曲线参数，见表4。

表4 杉木纯林、马褂木纯林树高正态分布曲线统计量Table 4 Height normal distribution curve statistics of Cunninghamia lanceolata plantation and Liriodendron chinense plantation

图4 马褂木纯林树高正态分布

Fig.4 Height normal distribution figure ofLiriodendronchinenseplantation

由表4、图4可知，杉木林分树高分布的偏度为0.459>0，峭度为-1.706<0，整体分布向右偏移，分布较为平坦，杉木纯林树高分布呈单峰状，分布较为聚拢，其树高主要集中在17 m、18 m阶段，占林分的62.5%；马褂木纯林树高结构呈双正态分布，其中综合树高结构分布的偏度为1.134>0，峭度为2.407>0，整体分布向右偏移，分布较为陡峭。马褂木纯林树高分布呈双峰山状，分布较离散，其树高主要集中在17 m阶段，占林分的23.4%。其中马褂木纯林在7～12 m，正态分布偏度为1.258>0，峭度为0.312>0，整体分布向右偏移，分布较为陡峭；14～20 m内偏度为1.339>0，峭度为1.878>0，整体分布向右偏移，分布较为陡峭。

4 结论

杉木和马褂木纯林胸径结构比较一致，都遵循正态分布特征曲线。但二者也有一定差异，马褂木林分胸径结构分布曲线较杉木林要陡峭一些，杉木的峭度值为-1.487，马褂木的峭度值为-1.670，说明马褂木林分径级分布较为集中。在曲线偏度上也有差异，杉木及马褂木林分径级结构分布曲线都往右偏，但杉木林分比马褂木偏的程度要大些，杉木的偏度值为0.191，马褂木的偏度值为0.010，说明杉木林分中小径级林木数量相对较少。

在树高结构中，杉木树高结构分布呈现正态分布，但是一个右偏的正态分布类型。马褂木林分总体上却呈现多峰分布，形成了2个高度层，且每个高度层呈现明显的正态分布特征。就整体分布而言，马褂木树高结构分布偏度远远大于杉木林分，马褂木林分偏度值为1.134，杉木林分偏度值为0.459。就峭度而言，杉木林分远远大于马褂木林分，马褂木林分峭度值为2.407，而杉木林分的峭度值为-1.706。

[1]秦琰，李兵兵，曹立颜，等. 河北省孟滦林场柞树林分结构特征[J]. 河北农业大学学报,2011，34(2)：34-35.

[2]李校,李强,许中旗,等. 冀北山地华北落叶松人工林径级结构及空间分布格局研究[J]. 河北林果研究， 2013，28(1)：1-2.

[3]田军.华北落叶松和樟子松树高与胸径的相关性研究[J].安徽农学通报，2011，17( 22) :72-76.

[4]康迪，王得祥．小陇山人工油松林径级结构及林下植物多样性研究[J]．西北林学院学报，2012，27(4)：54-59．

[5]余韵冰. 在长沙市杜家冲林场主要林分结构特征分析研究[D]. 长沙：中南林业科技大学, 2014：1-2.

[6]雷阳,许彦红,段成波，等. 滇西秃杉人工林林分直径结构分析[J]. 绿色科技， 2014 (12)：61-62.

[7]赵中华，惠刚盈，胡艳波，等.角尺度判断林木水平分布格局的新方法[J]. 林业科学，2016，52(2)：13-14.

[8]孟祥楠，赵雨森, 郑磊，等．嫩江沙地不同年龄樟子松人工林种群结构与林下物种多样性动态[J]．应用生态学报，2012，23(9): 2332-2338．

(编辑 刘彦琴)

Stand structure comparative analysis of coniferous forest and broad-leaved forest in Dagang mountain

XIA Chen2，FAN Huitao2，PENG Bo2，YAN Jiaqi2，JIA Shuangzhu2，GU Jiancai2

(1SubtropicalForestryExperimentCenter,TheChineseForestryScienceInstitute,Beijing100089,China；2CollegeofForestry,HebeiAgriculturalUniversity，Baoding071000，China)

In order to study the discrimination of different stand’s diameter class and the height distribution, 4Cunninghamialanceolataplantation sample plots and 4Liriodendronchinenseplantation sample plots in Dagang mountain of Jiangxi province were set for the study, and we engaged gauging for each wood in sample area. SPSS was applied to deal with the data of DBH and height, and linear fitting was carried out on the relationshop between diameter at breast height and the height of tree. The data contrast analysis shows that by curve fitting, the DBH and tree height ofCunninghamialanceolataplantation andLiriodendronchinenseplantation accord with normal distribution.Pvalues of hypothesis test were greater than 0.05, but the curve steep ofCunninghamialanceolataplantation (1.487) was greater than that ofLiriodendronchinenseplantation (1.670); Curve deviation degree ofCunninghamialanceolataplantation (0.191) was also greater than that ofLiriodendronchinenseplantation (0.010). The steepness of tree height distribution curve isLiriodendronchinenseplantation (2.407)>Cunninghamialanceolataplantation (-1.706).The degree of curve deviation is thatLiriodendronchinenseplantation(1.134) greater than that ofCunn-inghamialanceolataplantation (0.459).

stand structure; diameter at breast height distribution; height distribution; Jiangxi; Dagang mountain

1007-4961(2017)01-0017-05

10.13320/j.cnki.hjfor.2017.0004

2016-09-12；

2016-12-30

夏晨(1970-)，男，湖南衡阳人，本科，长期从事林业管理工作。

谷建才(1963-)，男，河北藁城人，教授，博士生导师，主要从事林业经营教学、科研工作。

S 718.54

A